Ders Sarayının sizler için hazırlamış olduğu TYT Biyoloji – Hücre Bölünmeleri Kapsamlı Konu Anlatımı yazısına hoş geldiniz. Hücre Bölünmeleri Kapsamlı Konu Anlatımı yazımızda Biyoloji dersinin önemli konularından olan Hücre Bölünmeleri konusunu örnekler, gerekli uyarılar ve yardımcı resimlerle anlatıp, konuyu daha iyi kavramanızı sağlamak istiyoruz.

Hücre Bölünmeleri Kapsamlı Konu Anlatımı yazısını okumadan önce,
Canlılığın Temel Birimi Hücre
Hücre Zarından Madde Geçişleri Sitoplazma ve Hücre Organelleri
Canlı Alemleri 2 (Protista, Bitki ve Mantarlar Alemi)
Canlı Alemleri 3 Hayvanlar Alemi
yazılarını mutlaka okuyup, sonra bu konu anlatımını okumanız konuyu bütün olarak kavramanız açısından çok daha faydalı olacaktır.

Hücre Bölünmeleri
Kapsamlı Konu Anlatımı

Hücre bölünmeleri kazanımları için tıklayın.

10.1.1. Mitoz ve Eşeysiz Üreme Anahtar Kavramlar hücre bölünmesi, eşeysiz üreme, interfaz, kanser, mitoz
10.1.1.1. Canlılarda hücre bölünmesinin gerekliliğini açıklar.
a. Hücre bölünmesinin canlılarda üreme, büyüme ve gelişme ile ilişkilendirilerek açıklanması sağlanır.
b. Bölünmenin hücresel gerekçeleri üzerinde durulur.
10.1.1.2. Mitozu açıklar.
a. İnterfaz temel düzeyde işlenir.
b. Mitozun evreleri temel düzeyde işlenir. Evreler açıklanırken mikroskop, görsel ögeler (fotoğraflar, resimler, çizimler, karikatürler vb.) ve grafik düzenleyiciler (kavram haritaları, zihin haritaları, şemalar vb.), e-öğrenme nesnesi ve uygulamalarından (animasyon, video, simülasyon, infografik, artırılmış ve sanal gerçeklik uygulamaları vb.) faydalanılır.
c. Hücre bölünmesinin kontrolü ve bunun canlılar için önemi üzerinde durulur. Hücre bölünmesini kontrol eden moleküllerin isimleri verilmez.
ç. Hücre bölünmesinin kanserle ilişkisi kurulur.
d. Öğrencilerin mitozu açıklayan bir ürün veya elektronik sunu (animasyon, video vb.) hazırlamaları ve bu sunuyu paylaşmaları sağlanır.

Konumuza başlamadan önce bir hücrenin bölünme nedenlerine bakalım.

HÜCRE BÖLÜNMESİNİN GEREKLİLİĞİ

 Canlılar, hücre ya da hücrelerden oluşur. Canlılığın devamı için yeni hücrelerin mutlaka oluşması gerekir. Bu olmaz ise canlılık devam edemezdi.

Yeni hücreler ise hücre teorisinden belirtildiği gibi var olan hücrelerin bölünmesiyle meydana gelir.

Canlılarda üremenin temelini hücre bölünmeleri oluşturur. Hücre bölünmeleri mitoz ve mayoz olmak üzere iki çeşittir.

Bir hücrenin bölüne bilmesi için hücrede bazı şartların oluşması gerekir. Bu şartlar:

1. Çeşitli kimyasalların (çoğunlukla hormon) uyarıcı etkisi, hacim-yüzey oranının bozulması ve sitoplazma-çekirdek oranının değişmesidir.

2. Büyüme sırasında meydana gelen sitoplazmadaki artış, hücre zarındaki artıştan fazla olduğundan hücrede hacmin (r³) yüzeye (r²) oranı bozulur (r = hücrenin yarıçapı). Yüzey artışı yetersiz kaldığı için hücre zarından madde alışverişi yeterince gerçekleştirilemez.

3. Ayrıca büyüyen hücrede etki ve kontrol gücü azalan çekirdek, hücreyi yönetmekte zorlanır. Hücreye bölünme emrini çekirdek verir.  

Kontrol grubunda Amibe hiçbir işlem uygulanmadan normal koşullarda büyümesi gözlenmiş ve deney süresince defalarca normal ve doğal bir şekilde bölündüğü görülmüştür.

Birinci deney grubunda Amip bölünme büyüklüğüne gelmeden sitoplazması belli bir miktar kesilir. Daha sonra yapılan gözlemlerde ise kesilen sitoplazma parçasının öldüğü çekirdekli kısım ise eksilen sitoplazma parçasını tamamlayarak büyümeye devam ettiği anlaşılmıştır. Amip bölünme büyüklüğüne ulaşmadan tekrar kesilerek sitoplazması azaltılır. İşlem birkaç kez tekrarlanır. Amip bölünme büyüklüğüne ulaşmadan her defasında sitoplazması kesilerek hacmi azaltıldığı için hacim-yüzey oranı bozulmaz. Çekirdek bölünme emri vermez ve hücre bölünemez.

İkinci deney grubunda Amip bölünme büyüklüğüne ulaştıktan sonra sitoplazması bir miktar kesilir. Çekirdeksiz sitoplazma parçası ölür. Çekirdekli sitoplazma büyür ve bölünür. İki yavru amip oluşur.

Sitoplazmanın kesilerek hücre hacminin azaltılması bölünmeyi durdurmaz. Çünkü hücre, bölünme büyüklüğüne ulaşmış ve çekirdek hücreye bölünme emrini vermiştir.

Hücre Döngüsü Ve Bölünme Evrelerininde Kullanılan Bazı Kavramlar

 DNA (Deoksiribo Nükleik Asit), canlıların genetik bilgilerini içeren yapıdır. Her canlı türünün sahip olduğu DNA miktarı birbirinden farklıdır. Kalıtım maddesi olan DNA, interfazda eşlenerek bölünme sonucunda yavru hücrelere aktarılır.

Hücre Döngüsü Ve Bölünme Evrelerinde Kullanılan Temel Kavramlar

DNA (Deoksiribo Nükleik Asit), canlıların genetik bilgilerini içeren yapıdır. Her canlının sahip olduğu DNA oranları birbirinden farklıdır. Kalıtım maddesi olan DNA, interfaz evresinde eşlenerek bölünme sonucunda yavru hücrelere aktarılır.

DNA’nın yapı birimleri nükleotitlerdir. Bu nükleotitlerin dizilimleri şifreler oluşturur ve DNA’ya anlam kazandırır. DNA’da (ya da bazı virüslerde RNA’da) özgül bir nükleotit dizisinden oluşmuş kalıtsal bilgiyi taşıyan kalıtımın temel birimine gen adı verilir. Bir organizmadaki genlerin tamamına genom denir.

Ökaryot bir hücrenin kromozomunu oluşturan DNA ve protein kompleksine kromatin denir. İnce, uzun iplikler halinde olan kromotinler hücre bölünmeden önce eşlenir. Bölünme sırasında kromatin iplikler kısalıp kalınlaşarak özel katlanmalar sonucu kromozomu oluşturur.

Eşlenen bir kromozomun iki parçasından her birine kromatit adı verilir. Bir kromozomun birbirinin kopyası olan iki kromatitine ise kardeş kromatitler denir. Kardeş kromatitleri bir arada tutan bölgeye sentromer, sentromerde bulunan iğ ipliklerinin bağlandığı proteinlere ise kinetokor adı verilir.

Hücre Döngüsü

Yeni oluşmuş bir hücrenin bölünerek yeni hücreler meydana getirmesi sürecine hücre döngüsü denir.

Hücre döngüsü, interfaz ve mitotik evre olmak üzere iki bölümden oluşur.

İnterfaz; G1 (birinci ara), S (sentez), G2 (ikinci ara) olmak üzere 3 alt evreden meydana gelir.

   Uzun bir interfazı, kısa bir mitotik evre takip eder.

  Hücre döngüsünün süresi, aynı canlının farklı dokularında değişiklik gösterebilir. Örneğin insanda bazı hücreler 24 saatte bir bölünür. Deri ve bağırsak epitel dokusundaki bazı hücreler sekiz saatte bir bölünür.

 Hücre döngüsünün süresi, farklı canlı türlerinde değişiklik gösterebilir. Bu süre yaklaşık olarak maya hücresinde 90 dakika, bakteri hücresinde 20 dakikadır.

 Çok hücreli organizmaların bazı hücreleri gerekli durumlarda bölünürken bazı hücreleri bölünmeyebilir. (Nöron, çizgili kas,retina gibi)

Embriyonal gelişim sürecindeki hücrelerin döngüsü çok hızlı gerçekleşmekte olup bu süre yaklaşık 30 dakikadır.

İnterfaz

Hücre döngüsünün yaklaşık %90’ı interfazda geçer.

Hücrede yaşamsal faaliyetlerin sürdüğü interfaz ayrıca metabolizmanın hızlandığı ve bölünme ile ilgili hazırlıkların yapıldığı en uzun evredir.

İnterfazda hücrenin hacmi artar ve DNA eşlenmesi gerçekleşir. ATP ve protein sentezi gibi metabolik olaylar hızlanır, mitokondri gibi organellerin sayısı artar.

İnterfaz, sitokinez evresi tamamlandığında başlar ve mitoz başlayana kadar devam eder. Hayvan hücresinde sentrozom interfazda eşlenir.

Bitki hücrelerinde sentrozom bulunmadığı için sentrozom eşlenmesi görülmez.

Mitotik Evre

• Mitotik evre, bölünme ile ilgili tüm hazırlıklar yapıldıktan sonra bölünmenin gerçekleştiği evredir.
• Farklı kromozom takımlarına sahip (n, 2n, 3n gibi) hücrelerde gerçekleşebilir.
• Ökaryotik tek hücrelilerde üremeyi; çok hücrelilerde ise çoğunlukla büyümeyi, gelişmeyi, yenilenmeyi, kromozom yapısı ve sayısı değişmediğinden kalıtsal devamlılığı sağlar.
• Mitotik evre sonunda bir hücreden aynı kalıtsal özelliğe sahip iki yavru hücre oluşur. Oluşan hücrelerin büyüklüğünde, organel sayısında ve sitoplazma miktarında farklılıklar olabilir.

Mitotik evre iki süreçten oluşur:

                1. Çekirdek bölünmesi (karyokinez / mitoz)

                2. Sitoplazma bölünmesi (sitokinez)

                1. Çekirdek bölünmesi (karyokinez / mitoz)

Bu evrede, yoğunlaşan kromatinlerin oluşturduğu kromozomlar daha da belirginleşir. Bir kromozomu oluşturan iki kardeş kromatit, ayrılarak hücrenin zıt kutuplarına doğru çekilir. Bu süreçte gerçekleşen olaylar dört evreye ayrılır.

 Bunlar profaz, metafaz, anafaz ve telofaz evreleridir.

Profaz:

• Mitozun birinci evresidir.
• Bu evrede eşlenmiş olan kromatinler yoğunlaşarak kardeş kromatitli kromozomları oluşturur.
• Kardeş kromatitler sentromer bölgesinde bir arada tutulur.                İnterfaz evresinde iki tane olan sentrozom profaz evresinde iğ ipliklerinin (mikrotübüllerin) oluşmasını sağlar. Sentrozomlar iğ ipliklerini oluşturur.
• Oluşan iğ ipliklerinin bir kısmı kinetokorlara bağlanır.
• Profaz evresinde ayrıca çekirdekçik kaybolur, çekirdek zarı da parçalanmaya başlar.

Metafaz

• Mitozun ikinci evresidir.
• Çekirdek zarı iyice parçalanır ve kinetokorlarından iğ ipliklerine tutunmuş kromozomlar hücrenin ekvator düzlemine dizilir.
• Kromozomların mikroskopta en belirgin görüldüğü evredir.
• Bu evredeki hücrenin kromozomları tek tek sayılabilir.

Kromozomlar uzunluk, bant özellikleri, sentromer konumu gibi özelliklere göre gruplandırılarak dizilip karyotip oluşturulabilir. Karyotip hazırlanarak kromozom anormallikleri tespit edilebilir .

Anafaz

Her bir kromozomun sentromeri belirgin olarak ikiye ayrılır ve kromatitler tam olarak birbirinden kopar. 
İğ ipliklerinin boylarının kısalmasıyla kardeş kromatitler birbirlerinden uzaklaşarak zıt kutuplara doğru çekilir.

Kardeş kromatitler artık kromozom olarak adlandırılır.

  Kinetokora bağlı olmayan iğ iplikleri kutuplara itilerek hücrenin boyca uzaması sağlanırken kromozom hareketine de katkıda bulunmuş olur.

Anafazın sonunda, hücrenin her iki kutbu eşit sayıda tam bir kromozom takımına sahip olur. Kromozomların kutuplara ulaşmasıyla anafaz sona erer.

Telofaz

• Telofaz evresinde, kromozomlar kutuplara ulaşır ve iğ iplikleri kaybolur.
•  Kromozomlar uzayıp incelmeye başlar ve tekrar kromatinlere dönüşürler.
• Çekirdek zarı yeniden oluşur ve nükleolus (çekirdekçik) tekrar görünür hâle gelir .

 Sitokinez (Sitoplazma bölünmesi)

Mitoz sonunda iki yeni hücrenin oluşumunu sağlayan sitoplazma bölünmesi gerçekleşir.

 Bitki ve hayvan hücrelerinde sitokinezin gerçekleşmesi ortaktır.

Sitokinez bitki ve hayvan hücrelerinde sitokinezin gerçekleşme şekli farklıdır.

Hayvan hücrelerinde mikroflamentlerin kasılmasıyla hücre zarının her iki yönde dıştan içe boğumlanması, sitoplazmayı ikiye böler.

Bitki hücrelerinde hücre çeperi bulunduğundan hayvan hücreleri gibi boğumlanma gözlenmez.

 Bitki hücreleri telofaz sırasında, Golgi cisimciğinden kopan keseciklerin ekvatora birikmesiyle oluşan orta lamel sayesinde ikiye ayrılır.

Lamel oluşumu, hücrenin ortasından başlar ve hücre zarına değinceye kadar devam eder. Sonuç olarak iki yavru hücre oluşur.

Mitoz, peş peşe gerçekleşebilen bir bölünme şeklidir. Dolayısıyla mitoz sonucu oluşan hücrelerin sayıları geometrik olarak artar ve 2ⁿ formülünden (n = mitoz bölünme sayısı) yararlanılarak oluşan hücre sayısı hesaplanır.

Örneğin, kromozom sayısı 2n =16 olan bir hücre arka arkaya 5 mitoz bölünme geçirirse toplam kaç hücre oluşacağını hesaplayalım.

2 ⁿ  formülünden yararlanarak toplam hücre sayısı hesaplanabilir.

n = mitoz bölünme sayısı olduğuna göre bu örnekte n yerine 5 getirilmelidir. Her biri 2n = 16 kromozomlu toplam 2⁵ = 2 . 2 . 2.2 . 2 = 32 hücre oluşur.

Hücre Döngüsünün Kontrolü

Hücrelerin çoğunda, hücre döngüsünün farklı evreleri arasındaki
düzeni sağlayan kontrol noktaları vardır. Bu noktalardaki “Dur.” ve “Devam et.” sinyalleri hücre döngüsünü düzenler.

Hayvan hücrelerinde hücre bölünmesini etkileyen kimyasal ve fiziksel dış faktörler de bulunmaktadır. Kültür ortamına zorunlu bir besin
maddesi eklenmezse hücre bölünmeyebilir.

Normal bir hücrede interfaz evresinden başlayıp sitokinezle son
bulan olaylar sırayla gerçekleşmektedir. Ancak DNA replikasyonu sı-
rasında meydana gelen hataların düzeltilmemesi (mutasyon), bazı
genlerin inaktif duruma geçmesine neden olur. Zorunlu olan büyüme
faktörlerinin yetersiz olması gibi durumlar hücre döngüsünün normal
sürecinde gerçekleşmesine engel olur.

Bazı hücreler büyüme faktörlerinin yeterli olmamasına rağmen bö-
lünmeye devam eder. Bunun nedeni bu hücrelerin “Dur.” sinyallerine
cevap vermemesidir. Bu durumda hücre döngüsü kontrolden çıkar.
Hücre döngüsünün kontrolünün bozulması kansere neden olur.
Kanser hücreleri hücre döngüsünün kontrolünü sağlayan sinyallere cevap vermeyen ve devamlı çoğalan hücrelerdir.

Hücre Bölünmeleri Kapsamlı Konu Anlatımı yazımız burada sona eriyor.  Hücre Bölünmeleri  konusu ile ilgili ek çalışmalar yapmak isterseniz, burayı ziyaret edebilirsiniz.